(课堂设计)2014-2015高中物理4.4.1动能和动能定理学案教科版必修2.doc

第4节　动能　动能定理 第1课时　动能和动能定理 [导学目标] 1.理解动能的概念.2.理解动能定理及其推导过程、适用条件和物理意义.3.领会动能定理的优越性，理解做功过程的实质.4.熟练应用动能定理，计算变力做功和曲线运动的情景． 1．动能：物体由于运动而具有的能量． 2．匀变速直线运动的基本规律：速度公式：vt＝________，位移公式：x＝________，推论公式：____________. 3．功的定义式：W＝________，F若为某一个力，对应的功即为该力的功；F若为合力，对应的功为合力的功．用此式求功，力F必为______． 4．功是能量转化的______. 一、动能 [问题情境]　 一个质量为m、初速度为v的物体，在水平桌面上运动，因受摩擦阻力f的作用，运动一段位移x后静止下来，在这一过程中，外力做了多少功？物体损失了多少动能？动能的表达式是什么呢？ 　 　 　 [要点提炼] 1．物体由于______而具有的能量叫做动能，用Ek表示，其表达式为Ek＝mv2. 2．动能的单位是焦耳，符号是J，与功的单位相同，这是因为1 kg·m2/s2＝1 N·m＝1 J. 3．动能是____量，只有正值，与物体运动的速度______无关． 4．动能是状态量，具有瞬时性，在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能． 5．动能具有______性．物体运动速度的大小与选定的参考系有关，相对于不同参考系，物体具有不同的速度，也就具有不同的动能．无特别说明均以地球为参考系． [即学即用] 1．关于对动能的理解，下列说法正确的是(　　) A．动能是普遍存在的机械能的一种基本形式，凡是运动的物体都具有动能 B．动能总是正值，但对于不同的参考系，同一物体的动能大小是不同的 C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化 D．动能不变的物体，一定处于平衡状态 2．关于动能，下列说法中正确的是(　　) ①动能是标量； ②动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关； ③物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同； ④物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同． A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 二、合外力做功和物体动能的变化 [问题情境]　 1．设某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下沿光滑水平面发生一段位移x，速度由v1增加到v2，如图1所示． 图1 (1)力F对物体所做的功是多大？ (2)物体的加速度是多大？ (3)物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？ (4)结合上述三式你能推导出什么样的式子？ 　 　 　 图2 2．假设物体原来就具有速度v1，且水平面存在摩擦力f，在外力F作用下，经过一段位移x，该物体的速度达到v2，如图2所示，则此过程中，外力做功与动能之间又存在什么关系呢？ 　 　 　 [要点提炼] 1．动能定理的表达式 合外力所做的功等于物体____________．这个结论叫做动能定理，表达式为W＝mv－mv＝________＝ΔEk，式中W表示________做的功，Ek2＝mv为物体的末动能，Ek1＝mv为物体的初动能． 2．对动能定理的理解 (1)动能定理揭示了____________________； (2)表达式中“＝”的意义是一种数值上相等的符号，它并不意味着“功就是动能的增量”，也不意味着“功转变成了动能”，而是意味着“功引起物体动能的变化”，即物体动能的变化是通过外力做功的过程来实现的； (3)动能定理虽然是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但它也适用于______做功及物体做______运动的情况； (4)物体运动过程中若包含几个不同的过程，应用动能定理时，既可以分段考虑，也可以把全过程作为一个整体来处理； (5)动能定理研究的对象一般是______物体． 图3 例1　有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图3所示．如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　　) A．木块所受的合外力为零 B．因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零 C．重力和摩擦力的合力做的功为零 D．重力和摩擦力的合力为零 [即学即用] 3．关于合力、合力做的功及物体动能变化的说法中，正确的是(　　) A．物体所受合力不为0，动能一定改变 B．物体的动能不变，它所受合力一定为0 C．合力不做功，物体的动能就不变 D．所有外力做功的代数和为负值，物体的势能就减少 三、动能定理的应用 1．应用动能定理解题的一般步骤 (1)选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程． (2)对研究对象进行受力分析，明确各力做功的情况，求出外力做功的代数和． (3)明确物体在初、末状态的动能Ek1和Ek2